Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão

Um técnico de laboratório precisa preparar uma solução aquosa de sulfato de cobre (II) para um procedimento de eletrólise, com volume final de 250 mL e concentração molar de 0,20 mol/L. Sabendo que o sulfato de cobre (II) utilizado é o anidro (CuSO₄) com massa molar de 159,5 g/mol, elabore um cálculo detalhado para determinar a massa exata do soluto necessária. Considere que a solução será preparada dissolvendo-se essa quantidade em água até completar o volume desejado.

Qual a massa correta de sulfato de cobre (II) que deve ser pesada para preparar a solução conforme as especificações dadas?

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Resolução

Esta questão aborda o preparo de uma solução aquosa de sulfato de cobre (II) anidro com concentração e volume definidos. Os conceitos principais são: concentração molar (mol/L), cálculo de quantidade de matéria (mol) a partir do volume e concentração, e conversão de quantidade de matéria em massa usando a massa molar. O passo a passo é: 1) Converter o volume de 250 mL para litros (0,250 L); 2) Calcular a quantidade de matéria necessária usando $n = C \times V$; 3) Calcular a massa do soluto usando $m = n \times M$ (onde $M$ é a massa molar). Assim, $n = 0,20 \times 0,250 = 0,050$ mol. A massa será $m = 0,050 \times 159,5 = 7,975$ g, que arredondando para duas casas decimais resulta em 7,98 g. Portanto, a alternativa correta é a A.

Comentários por alternativa

  1. A 7,98 g
    Correta. O cálculo detalhado mostra que para preparar 250 mL de solução 0,20 mol/L de CuSO₄ anidro, é necessário pesar exatamente 7,98 g, conforme demonstrado pelo uso correto das fórmulas de concentração e massa molar.
  2. B 7,15 g
    Incorreta. Esta alternativa resulta de um erro de cálculo, provavelmente por usar valor incorreto de massa molar ou não converter o volume para litros corretamente.
  3. C 12,76 g
    Incorreta. O valor apresentado é muito alto, indicando erro na aplicação das fórmulas ou confusão entre concentração, volume e massa molar.
  4. D 10,65 g
    Incorreta. Este valor também é superior ao correto, sugerindo erro na conversão de unidades ou uso incorreto da concentração.
  5. E 31,90 g
    Incorreta. O valor é muito acima do esperado, possivelmente resultado de um erro grosseiro na multiplicação ou na interpretação dos dados fornecidos.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. Como a escolha entre sal hidratado e anidro afeta o cálculo da massa para preparar uma solução de concentração definida?
A massa deve ser ajustada conforme a forma do sal, pois o sal hidratado contém moléculas de água em sua estrutura, aumentando sua massa molar em relação ao anidro.
2. Por que é importante considerar o arredondamento ao determinar a massa de soluto em preparações laboratoriais?
O arredondamento garante precisão compatível com a balança disponível e evita desvios significativos na concentração final da solução.
3. Se a solução for preparada com excesso de água, como isso afeta a concentração molar?
O excesso de água aumenta o volume total, diminuindo a concentração molar da solução em relação ao valor desejado.
4. Quais erros comuns podem ocorrer ao calcular a massa de soluto para soluções diluídas?
Erros comuns incluem não converter o volume para litros, usar a massa molar errada ou esquecer de considerar a hidratação do sal.
5. Como a precisão da balança influencia a exatidão na preparação de soluções padrão?
Balanças com menor precisão podem introduzir erros na massa pesada, afetando diretamente a concentração da solução preparada.
6. Por que é fundamental dissolver completamente o soluto antes de completar o volume da solução?
A dissolução completa garante que toda a quantidade de soluto contribua para a concentração desejada, evitando subestimação da concentração real.
7. Como a temperatura pode influenciar o preparo de soluções aquosas em laboratório?
A temperatura pode afetar a solubilidade do soluto e o volume final da solução, alterando a concentração se não for controlada.

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